气体放电中等离子体的研究
气体放电等离子体特性实验
实验七气体放电等离子体特性实验当温度在0ºC会变成水，而温度上升到100ºC时，水会沸腾变成水蒸气，这就是我们熟知的物质三态（固态、液态和气态）。
而当温度升到几千度时，气态物质由于分子热运动剧烈，物质分子相互间的碰撞会使气体分子发生电离，在电离过程中正离子和电子总是成对出现，这样气态物质就变成由相互作用的正离子和电子组成的物质的第四态－等离子体。
由于在等离子体中正离子和电子总数大致相等，因此等离子体在宏观上保持电中性。
所以等离子体实质上是密度大致相等的带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的电离气体。
因为等离子体有着许多独特的性能，如温度高、粒子动能大，化学性质活泼等，因此广泛应用于能源、物质与材料和环境等领域中。
【实验目的】本实验的目的是观察气体放电现象，用探极法测量等离子体物理参量。
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【实验原理】1.等离子区的产生气体原来是不导电的绝缘介质，当我们把它密封在一个长的圆柱形玻璃放电管中，在放电管的阴极和阳极间加上直流高压（管的气体压强几十帕），在所加高压达到某一个电压值时，放电管被明亮发光的等离子体充满，即放电管发生辉光放电，整个放电空间为明暗相间的八个光层所分割，如图1，其中⑥即为等离子区。
图1①阿斯屯暗区由于电子刚从阴极发出，能量很小，不能使气体分子产生电离和激发，因此不能发光，所以是暗区，这是一个极薄的区域。
②阴极辉区电子通过阿斯屯暗区的加速，具有较大的动能，当这些电子遇到气体分子发生碰撞时，使气体分子激发发光。
③阴极暗区电子经前二区域，绝大部分电子没有和气体分子碰撞，因此在这区域内的电子具有很大的能量，产生很强的电离。
而电子较轻，受电场力作用后跑掉，留下大量正离子，使得这里具有很高的正离子浓度，形成极强的正电荷空间，造成电场的严重畸变，结果绝大部分管压都集中在这一区域和阴极之间。
在这样强的电场作用下，正离子以很大的动能打向阴极产生显著的二次电子过程，而电子又以很大的加速度离开阳极，向前运动产生雪崩过程。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的物理实验，通过对气体放电现象的研究，可以深入了解等离子体的性质和行为。
本实验旨在通过观察和分析气体放电等离子体的特性，揭示等离子体的基本原理和应用。
实验目的：1. 研究气体放电的基本特性，如放电现象、放电形态等；2. 探索气体放电等离子体的性质，如等离子体的密度、温度等；3. 分析气体放电等离子体的应用领域，如等离子体在光谱分析、材料处理等方面的应用。
实验材料和装置：1. 气体放电实验装置：包括气体放电管、高压电源、电流表、电压表等；2. 气体：常见的气体有氢气、氦气、氮气等；3. 实验记录仪器：如摄像机、数据采集器等。
实验步骤：1. 准备实验装置，并确保安全；2. 连接高压电源和气体放电管，调节电压和电流；3. 打开电源，观察气体放电管内的放电现象；4. 记录放电的形态、颜色、亮度等特征；5. 测量放电管两端的电压和电流，并记录数据；6. 调节电压和电流，观察放电现象的变化；7. 使用摄像机或数据采集器记录实验过程；8. 分析实验数据，得出结论。
实验结果与分析：经过实验观察和数据分析，我们发现不同气体在不同电压和电流条件下，产生了不同的放电形态和颜色。
例如，在低压条件下，氢气放电呈现出红色的辐射，而在高压条件下，氢气放电呈现出紫色的辐射。
这是因为不同气体的原子结构和能级分布不同，导致其放电现象也不同。
通过实验数据的分析，我们还可以计算出等离子体的密度和温度。
根据普朗克公式和玻尔兹曼关系，我们可以利用放电管两端的电压和电流数据，推导出等离子体的密度和温度。
这对于等离子体物理学的研究具有重要意义。
实验应用：气体放电等离子体在许多领域都有广泛的应用。
例如，在光谱分析中，气体放电等离子体可以用于分析物质的成分和结构。
通过观察等离子体在不同波长下的辐射光谱，可以确定样品中的元素和化合物。
此外，气体放电等离子体还可以应用于材料处理。
气体放电研究报告
气体放电研究报告气体放电是一种重要的物理现象，其涉及强电场和气体分子之间的相互作用。
该现象在各种应用中都有广泛的应用，例如照明技术、等离子体技术和放电加工技术等。
因此，研究气体放电对于促进技术发展和实现可持续发展至关重要。
一、气体放电的特征气体放电的主要特征是在气体中形成等离子体。
等离子体是由电离的气体分子和自由电子组成的电中性体系，其特点是具有一定的导电性、化学性和热力学性质。
气体放电的形成过程主要涉及两个方面的过程：电离过程和电子复合过程。
电离过程是指在气体中形成自由电子和离子的过程，它是由电子与分子碰撞而发生的，根据电子吸收的能量不同，电离过程可分为光电离、冷电离和热电离。
电子复合过程是指由自由电子与离子结合的过程，该过程主要是放出光子的过程，这些光子在多数情况下被称为谱线光子。
二、气体放电在光源技术中的应用气体放电在光源技术中有着广泛的应用，例如氙气闪光灯、气体放电管和化学激光器等。
其中，氙气闪光灯是由气体放电产生的一种宽谱辐射源，其光谱范围广，峰值波长集中在253.7nm和184.9nm，具有高辐射强度和发光稳定性的特点。
气体放电管也是由气体放电产生的一种离子化器，它能够将弱信号放大，常用于放大器和谐振器的制备中。
此外，化学激光器则是利用气体放电激发电离的稀有气体，通过不同能量的激活，使气体分子的能级发生变化，从而产生激光。
三、气体放电在等离子体技术中的应用气体放电在等离子体技术中有着广泛的应用，例如等离子体喷雾、等离子体退火和等离子体刻蚀等。
其中，等离子体喷雾是一种将样品溶液产生微细颗粒的技术，其原理是将极化剂和离子源放在气体放电的电子束中，由于强电场和离子与离子之间的碰撞，样品分子被分解成离子和原子，从而形成微细颗粒。
等离子体退火则是将所需材料放在气体放电中，用等离子体的高温等性质退火材料，从而形成装置所需形状的材料。
等离子体刻蚀是将所需材料放在气体放电中，用等离子体的碰撞和物理性质进行刻蚀，从而形成所需的形状和尺寸。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的实验，通过在气体中施加电场，使气体分子电离并形成等离子体。
这一实验具有广泛的应用领域，如等离子体物理、光谱学、材料科学等。
本报告将详细介绍气体放电等离子体实验的过程、实验装置和实验结果。
实验过程：1. 实验准备首先，我们准备了实验所需的材料和设备，包括气体放电管、电源、电压表、电流表等。
然后，我们对实验装置进行了检查和调试，确保其正常工作。
2. 实验操作将气体放电管连接到电源上，并设置合适的电压和电流。
然后，通过调节电压和电流的大小，控制气体放电管中的等离子体形成和维持。
3. 数据记录在实验过程中，我们记录了气体放电管中的电压和电流变化情况，并观察了等离子体的形态和颜色变化。
同时，我们还测量了等离子体的温度、密度等参数。
实验装置：实验装置主要包括气体放电管、电源、电压表、电流表和数据记录设备。
1. 气体放电管气体放电管是实验中最关键的部分，它由玻璃管和两个电极组成。
玻璃管内充满了待研究的气体，如氢气、氮气等。
电极通过电源提供电场，使气体分子电离并形成等离子体。
2. 电源电源是为气体放电管提供电场的设备，它可以提供不同电压和电流的输出。
通过调节电源的输出参数，可以控制等离子体的形成和维持。
3. 电压表和电流表电压表和电流表用于测量气体放电管中的电压和电流。
通过监测电压和电流的变化，可以了解等离子体的形成和消失过程。
4. 数据记录设备数据记录设备用于记录实验过程中的各种参数，如电压、电流、等离子体的形态和颜色等。
通过对这些数据的分析，可以得出实验结果并进行进一步的研究。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了气体放电管中的等离子体形态和颜色的变化。
随着电压和电流的增加，等离子体的亮度和密度逐渐增加。
同时，等离子体的颜色也发生了变化，从无色逐渐变为蓝色、紫色等。
我们还测量了等离子体的温度和密度，发现随着电压和电流的增加，等离子体的温度和密度也随之增加。
气体放电等离子体
I e I eo exp(
（５）当V
P
eVp kTe
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VF 时，如图中Ａ点，
探针电位很低，几乎所有的电子都受 到排斥，电子电流趋向于零，正离子 受到强烈的吸引，因而在其附近形成 一个“离子鞘层”，收集全部飞向探 针的正离子，探针电流等于饱和离子 Iio 流 14 io i i
I I 2.5 10 N S kTe
5当时如图中a点探针电位很低几乎所有的电子都受到排斥电子电流趋向于零正离子受到强烈的吸引因而在其附近形成一个离子鞘层收集全部飞向探针的正离子探针电流等于饱和离子流至此我们已明白了单探针的特性曲线变化规律了
气体放电等离子体 单探针“Ｖ－Ｉ”曲线拟合 双探针“Ｖ－Ｉ”曲线的研 究
物理学院：焦利光
一：引言 等离子体是物质存在的第四状态由等量正负电荷离子和中 性粒子组成，整体呈现电中性，他广泛存在于大自然中。现 在，等离子体技术被广泛的应用于工程技术领域，例如：受 控热核反应、空间技术、电子工业、金属加工及广播通讯中。 因此，对等离子体特性的研究无论从理论上还是实践中都有 重要意义。 目前我们在实验上研究的是低温、高真空条件下氦气直流 辉光放电等离子体，要想了解电子温度和电子密度等重要信 息就要对其伏安特性进行测量，一般采用静电探针法。其又 可分为“单探针”和“双探针”两种。单探针法中，探针的 电压易破坏气体的放电状态，测量结果误差较大。而双探针 法的原理是在单探针的基础上实现的，因此要想深入的了解 双探针法，我们有必要先“搞懂”单探针法。
等离子体法脱除氮、硫氧化物（二）
* NH4NO3 及 NH4SO4 生成 NO+O+M NO2 + M NO +HO2 NO2 +OH NO2 + OH + M HNO3 + M NH3 + HNO3 NH4NO3 SO2 SO3 H2SO4 NH4SO4
气体放电中等离子体的研究剖析
气体放电中等离子体的研究剖析气体放电等离子体是指气体中发生放电现象的状态，其中电子被激发或离开原子而形成的电离态称为等离子体。
气体放电等离子体在物理、化学、材料科学等领域具有广泛的应用，如气体放电放电器件、等离子体化学反应、等离子体刻蚀等。
气体放电等离子体的研究主要涉及其形成机制、物理特性以及相应的应用。
首先，气体放电等离子体的形成机制可以通过电子碰撞、电离辐射、感应耦合等方式实现。
当气体分子受到能量输入时，其分子结构会发生改变，电子被激发或离开原子，形成带正电荷的离子和带负电荷的电子，从而形成等离子体。
不同放电方式下，等离子体的形成机制有所不同，需要通过实验和理论模拟方法进行研究。
其次，气体放电等离子体的物理特性与等离子体中的电子和离子的动力学行为密切相关。
在强电场的作用下，电子受到加速，与气体分子碰撞产生电子能量损失和电离过程，导致等离子体的发光和放电现象。
不同气体的放电特性也有所不同，气体放电等离子体可以呈现出不同的色彩和辐射特性，如辉光放电、正离子束等。
通过对等离子体的物理特性的研究，可以了解等离子体的动态演化过程和能量传输机制，为应用研究提供理论和实验依据。
最后，气体放电等离子体的应用广泛，包括能源、环境、光电等领域。
在能源领域，气体放电等离子体可以用于气体分子的激发和电离，促进高能粒子的合成和加速，从而用于核聚变、等离子体激光和粒子加速器等研究。
在环境领域，气体放电等离子体可以通过电子能量损失和电离过程产生活性物种，从而用于大气中污染物的降解和消除。
在光电领域，气体放电等离子体可以用于光源、显示器和光电器件等的制造和改进。
综上所述，气体放电等离子体的研究对了解其形成机制、物理特性以及应用具有重要意义。
通过对等离子体的研究，可以深入理解等离子体的动态行为和能量传输机制，并可以广泛应用于能源、环境、光电等领域中。
未来的研究需要进一步深入，结合实验和理论模拟方法，对气体放电等离子体的形成机制、动力学行为和应用进行深入研究，以推动相关领域的发展和创新。
等离子体放电实验报告
等离子体放电实验报告等离子体放电实验报告引言：等离子体是一种由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的高度电离的气体。
等离子体放电实验是一种常见的物理实验，通过施加电场或电压，使气体中的原子或分子电离，形成等离子体，并观察等离子体的放电现象。
本实验旨在探究等离子体放电的特性和规律。
实验设备和方法：1. 实验设备：- 玻璃管：用于容纳气体和形成等离子体的容器；- 电源：用于提供电场或电压；- 气体：常用的气体有氩气、氢气等；- 电压表和电流表：用于测量电场强度和电流。
2. 实验方法：- 将玻璃管充满所选气体；- 将电源接入玻璃管两端，施加适当的电压；- 观察等离子体的放电现象，并记录电流和电场强度的变化；- 改变电压、气体种类或气体压强，重复实验并记录观察结果。
实验结果与分析：1. 放电现象：在实验中，我们观察到等离子体放电时，玻璃管内的气体会发出明亮的光芒，且电流表会显示出电流的变化。
放电现象的强弱和稳定性与电压的大小、气体种类和气体压强有关。
2. 放电规律：- 电压与放电强度的关系：实验中发现，随着电压的增加，放电强度也增加。
当电压达到一定值时，放电强度会迅速增加，形成较强的等离子体。
- 气体种类与放电强度的关系：不同气体的放电特性不同。
例如，氩气放电强度较大，而氢气放电强度较小。
这是因为气体中的原子或分子电离能不同，导致放电特性的差异。
- 气体压强与放电强度的关系：实验中发现，当气体压强较低时，放电强度较小；当气体压强较高时，放电强度较大。
这是因为气体压强的增加会增加原子或分子电离的机会，从而增强放电现象。
实验讨论与应用：1. 实验讨论：- 等离子体放电实验是研究等离子体物理性质的重要手段，通过实验可以深入了解等离子体的形成、结构和特性。
- 等离子体放电现象在自然界和工业中广泛存在。
例如，闪电就是大气中的等离子体放电现象，等离子体放电技术也被应用于气体放电灯、等离子体刻蚀等领域。
2. 应用展望：- 等离子体放电技术在材料加工、环境治理、能源研究等方面具有广阔的应用前景。
高压放电等离子体处理废气的研究
高压放电等离子体处理废气的研究随着工业的发展，废气排放问题成为社会的关注焦点。
传统的治理方法存在不足，所以新技术逐渐得到重视。
高压放电等离子体技术是近年来发展起来的一种废气治理方法。
本文将从以下几个方面探讨高压放电等离子体处理废气的研究。
一、高压放电等离子体的基本概念高压放电等离子体是指在高压电场下形成的一种离子化的气体体系。
在这种体系中，电子和离子以及其他中性分子之间的相互作用会发生复杂的过程，产生许多高能量的电子、离子和自由基等。
这些高能量物质可以分解、氧化废气中的有机物、无机物或者重金属等，进而将它们转变为稳定的物质或者更容易处理的物质。
（这段可以增加说明高压放电等离子体的主要原理，以及为什么它可以用于处理废气）二、高压放电等离子体技术在废气处理中的应用高压放电等离子体技术在处理有机废气、无机废气和VOCs等方面都有应用。
其中，有机废气是高压放电等离子体处理的主要应用领域之一。
高压放电等离子体技术可以将有机物质分解为小分子有机物和CO2、H2O等无害物质，从而达到净化空气的效果。
举例来说，苯和甲苯是常见的有机物质，它们在高压放电等离子体体系中可以被转化为CO2和水等无害物质。
对于无机废气，高压放电等离子体技术主要是利用其氧化性来分解废气中的有害物质。
例如，SO2可以被氧化为SO3，从而减少硫酸盐的生成。
VOCs则是易挥发性有机物的缩写，是指气态或半挥发性物质所组成的一类有机废气。
高压放电等离子体技术在VOCs处理中的应用主要是利用其催化氧化、乳化和分解等功能。
三、高压放电等离子体处理废气的优点高压放电等离子体处理废气的优点主要有以下几个方面：1.高效性。
高压放电等离子体技术可以高效分解废气中的有机物、无机物和VOCs等有害物质，有效净化空气。
2.破坏性强。
高压放电等离子体技术可以分解废气中的有害物质，使其变成更容易处理的物质，方便后续的处理过程。
3.安全性。
高压放电等离子体技术可以不需要使用化学试剂，不会产生二次污染，且操作过程安全。
气体放电等离子体(DPP)极紫外光源研究进展
Ｚｈａｏ Ｈｏｎｇｊｕｎ ，Ｌｉ Ｈａｏｇａｎｇ ，Ｙａｎ Ｌｉａｎｇ ，Ｌｉ Ｃｈｕａｎ
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｍｉａｎｙａｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１０００，Ｃｈｉｎａ； ２． Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｑｕｉｐｍ ｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７ １ ００４９，Ｃｈｉｎａ；
应 用 ，具备 良好 的应 用前景 。现有 气体放 电等 离子体 光 源 包括 毛 细 管放 电等 离子 体 极 紫外 光 源 、激 光 辅 助 等 离子 体 极 紫外 光
源、等 离子 聚 焦极 紫 外光 源和 中空 阴极 管放 电等 离子体极 紫外光 源等 。近 年 来 ，极 紫 外光 光 刻技 术 工业 化进 展 较 快 ，该 文 对 气
体放 电等 离子 体技 术做 了综述 ，掌握 最新研 究进展 有助 于推动 我 国相 关领 域研 究 。
关键 词 ：极 紫外 光源 ；气体 放 电等 离子体 ；毛 细管放 电 ；激光辅 助放 电；等 离子体 聚焦 ；中空 阴极 触发等 离子体 箍 缩
中 图 分 类 号 ：ＴＮ２３
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｏ 引 言 目前 ，半 导 体 器 件 制 造 业 采 用 ＡｒＦ（１９３ ａｍ）浸 渍 式 投
影 光 刻 技 术 ，其 最 小 线 宽 可 到 达 ４Ｘ ａｍ，配 合 采 用 二 次 曝 光 套 刻 技 术 可 以将 最 小 线 宽 拓 展 至 ２Ｘ ｎｍ 节 点 。ＡｒＦ投 影 光 刻技 术 固 有 局 限 和 二 次 曝 光 套 刻 技 术 复 杂 程 度 制 约 了其 未来 应 用 发 展 。极 紫 外 光 刻 技 术 （Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｈｒａｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ，ＥＵＶＬ）的 出现 为 ２２ ｎｌｎ及 以 下 节 点 制 造 技 术 提 供 了新 的 解 决 方 案 。 ＥＵＶＬ采 用 波长 为 ｌ３．５ ａｍ 的极 紫 外 光 源 ，可 以 直 接 获 得 １Ｘ ａｍ 最 小 线 宽 ，被 认 为 是 最 有 发 展 前 景 的 新 一 代 光 刻 技 术 。 极 紫 外 光 刻 技 术 的 技 术 难 点 包 括 极 紫 外 光 源 、光 致 刻 蚀 剂 、无 缺 陷 掩 模 等 … 。
气体放电中等离子体的研究
（3）抗干扰能力强。探针必须是电的良导体，在高温的等离子气体中任然要保持电的良导体的特性。
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
For personal use only in study and research; not for commercial use.
（2）带电粒子密度。电子密度为ｎe，正离子密度为ｎi，在等离子体中ｎe≈ｎi。
（3）轴向电场强度ＥL。表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Ｅe。
（5）空间电位分布。
此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率Fp称为朗缪尔频率或等离子体频率。电子振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。
Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.
（4）电子平均动能Ｅe。
（5）空间电位分布。
此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率Fp称为朗缪尔频率或等离子体频率。电子振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。
3、探针法对探针有什么要求？
（1）探针必须要有较高的熔点，由于在电子温度比较高，玻璃管里的温度比较高，所以探针必须要要较高的熔点，防止探针在高温下融化。；
随着外加电压逐步增加，电流趋于饱和。最大电流是饱和离子电流Is1、Is2。
图5Байду номын сангаас
icp放电所产生的等离子体温度
ICP放电等离子体温度的研究一直是等离子体物理领域的热点问题之一。
ICP (Inductively Coupled Plasma)技术是一种利用高频感应场使气体产生电磁搅动，从而产生等离子体的技术。
ICP等离子体广泛应用于质谱分析、化学分析、表面处理等领域，对其温度进行准确的测量和控制具有重要意义。
1. ICP等离子体的热力学性质ICP等离子体是由一定浓度的气体离子、自由电子和中性粒子组成的，是一种高温高能等离子体。
根据玻尔兹曼分布律，等离子体的温度是由粒子的能量分布决定的。
由于ICP等离子体中的粒子具有非热平衡状态，因此传统的温度测量手段无法准确反映其实际温度。
2. ICP等离子体温度的测量方法目前，测量ICP等离子体温度的方法主要包括光谱法、拉曼散射法、光电离法等。
光谱法是最常用的方法之一，通过测量等离子体中原子或分子的光谱线发射强度和宽度来推算其温度。
拉曼散射法则是通过测量散射光的频移来确定等离子体的温度。
光电离法则是通过测量光电离截面来反推等离子体的温度。
这些方法各有优缺点，但均存在着无法准确反映ICP等离子体实际温度的问题。
3. ICP等离子体温度的影响因素ICP等离子体的温度受多种因素影响，包括气体种类、气压、感应场强度、注入功率等。
在实际应用中，对这些因素进行合理控制，可以有效提高ICP等离子体的温度稳定性和均匀性。
ICP等离子体在激发态和离子态之间的平衡也会对其温度产生影响。
4. ICP等离子体温度的研究进展随着科学技术的不断发展，人们对ICP等离子体温度的研究也日益深入。
利用数字化光谱仪器和高性能计算机相结合的方法，可以更准确地推算出ICP等离子体的温度。
结合数值模拟和实验研究，可以揭示ICP等离子体温度变化的规律和机制。
这些进展为提高ICP等离子体温度的测量精度和稳定性提供了新思路和新方法。
ICP等离子体温度的研究具有重要的理论和应用价值。
随着科学技术的进步，相信在不久的将来，人们会找到更准确、更稳定的ICP等离子体温度测量和控制方法，为ICP技术的发展和应用提供强有力的支撑。
等离子体分析讲解
等离子体分析摘要：本文介绍了气体放电中的等离子体的特性和等离子体诊断技术，利用单探针法和双探针法对等离子体的一些基本参量进行了测量，并对结果进行分析。
文中还简要介绍了等离子体的发展前景。
关键词：等离子体，等离子体诊断，探针法一. 引言等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。
在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。
朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。
近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。
二. 等离子体的物理特性等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度T e。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为n e，正离子密度为n i，在等离子体中n e≈n i。
（3）轴向电场强度E L。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Eε̅̅̅。
（5）空间电位分布。
本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10～102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图1所示。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区，（7）阳极暗区，（8）阳极辉区。
其中正辉区是等离子区。
三. 单探针与双探针法测量原理测试等离子体的方法被称为诊断。
等离子体诊断有探针法，霍尔效应法，微波法，光谱法等。
低温气体放电等离子体实验研究
低温气体放电等离子体实验研究一、引言低温等离子体作为一种新型物质状态，在生物医学、材料科学、新能源等领域中有着广泛应用。
其中，低温气体放电等离子体实验研究是探索其基本特性的关键。
二、气体放电等离子体的基本特性气体放电等离子体是指通过电场将气体分子激发到高能级，产生电离和激发，使之形成电离区域而产生的等离子体。
气体放电等离子体的基本特性在于其电子、离子和中性粒子之间的相互作用。
（一）电子和离子电子和离子是低温气体放电等离子体中最为重要的组成部分。
电子在气体中很容易受到分子和原子的碰撞，成为气体离子。
气体离子会与气体分子相互碰撞，再次产生电子和离子。
（二）放电性质气体放电等离子体的形成需要具备一定的电压梯度，所以其形态各异，种类繁多。
放电的形态与气体的种类、气压、电压、频率等因素有关。
在气体放电等离子体实验研究中，常见的有针-板放电、介质放电、微波放电、脉冲放电等多种形式。
（三）等离子体反应低温气体放电等离子体会在化学反应和金属表面的沉积和脱附等过程中发挥作用。
其反应过程包括氢氧化反应、自由基反应、电子转移反应和离子反应。
三、低温气体放电等离子体实验研究低温气体放电等离子体实验研究是探索其基本特性和应用效果的关键。
可以通过不同的实验方法和手段，研究气体放电等离子体的基本特性、放电性质和等离子体反应。
（一）实验方法通常通过介质、微波和脉冲等放电形式，产生低温气体放电等离子体。
实验方法包括原位观测、电子束分析、光谱和化学分析等多种手段。
（二）实验手段通常利用真空系统、分子束设备、快速光谱分析仪、热释光分析仪等手段，在实验中观测和记录气体放电等离子体的基本特性和反应过程。
数字照相技术、电子显微技术、光学干涉技术等也广泛应用于低温气体放电等离子体的探索和研究。
四、低温气体放电等离子体实验研究的应用低温气体放电等离子体在生物医学、材料科学、新能源等领域中有着广泛应用。
其中，生物医学应用主要包括医疗杀菌、肿瘤治疗等；材料科学应用主要包括表面改性、薄膜沉积等；新能源应用主要包括等离子体电池、等离子体发电等。
实验十气体放电中等离子体的研究.
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：普通物理实验实验项目：实验十气体放电中等离子体的研究学生姓名：马晓娇学号：20131050137 物理科学技术学院物理系 2013 级天文菁英班专业指导老师：何俊试验时间：2015 年 10 月 16 日 12 时 00 分至 2 时 00 分实验地点：物理科学技术学院实验类型：教学 (演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一、引言随着温度的不断升高,构成气体分子的原子将发生分裂,形成为独立的原子,如氮分子(2N )会分裂成两个氮原子(N),这种过程被称为气体分子的离解.如果再就能一步升高温度,原子中的电子就会从原子中剥离出来,成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,这个过程称为原子的电离.当这种电离过程频繁发生,使电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质的状态也就起了根本变化,它的性质也就变得与气体完全不同.为区别于固体/液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为物质的第四态,又起名等离子体.电离出的自由电子总的负电离与正离子总的正电量相等.等离子体宏观上称电中性.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括离子/原子/电子和分子.等离子体是宇宙中常见的物质,在太阳/恒星/闪电中都存在等离子体,它占整个宇宙的99%.实验中对等离子体的研究是从放电开始的.朗缪尔和汤克斯首先引入”等离子体”这个名称.近年来等离子体物理的发展为材料/能源/信息/环境空间,物理空间/地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺.二、实验目的1. 了解气体放电中等离子体的特性;2.用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量三、实验原理（一）等离子体及物理特性等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体；在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场。
物理实验技术中的气体放电与等离子体技术
物理实验技术中的气体放电与等离子体技术近年来，气体放电与等离子体技术在物理实验中得到了广泛的应用。
在科学研究领域中，等离子体被用于研究物质的性质，开展气体放电实验，以及开发新型的电子设备。
本文将探讨气体放电与等离子体技术在物理实验中的应用以及其相关特点和意义。
一、气体放电实验气体放电是指在适当的条件下，气体中存在的电子被加速并与气体中其他原子或分子发生碰撞，从而产生高能态的电离现象。
气体放电实验可通过引入外部电场、施加粒子束等方式来激发气体分子和原子，产生电离，从而形成等离子体。
气体放电实验的一个重要应用是光谱分析。
通过对气体放电后发射的光谱进行分析，可以了解气体元素的谱线特征，从而确定物质的成分和性质。
这在天文学研究中尤为重要，例如利用太阳光的特征谱线来了解太阳的组成和动力学过程。
二、等离子体技术等离子体是一种高度电离的气体，由电子、离子和中性分子共同组成。
等离子体的电离度高，具有很好的导电性和热释放能力，因此被广泛应用于物理实验中。
等离子体技术的一个重要应用是等离子体刻蚀。
利用等离子体的离子和电子能量较高的特点，可以将这些能量转化为物质表面的化学反应能量，从而实现对物质的刻蚀。
这一技术被广泛应用于半导体制造和纳米加工领域。
除了刻蚀，等离子体还可以用于材料表面的改性。
等离子体束可以利用其高能离子的加速能力，将离子束引入到材料的表面，从而改变材料的性质。
例如，通过氮离子束轰击材料表面，可以增强材料的硬度和抗腐蚀性，提高材料的耐磨性。
三、气体放电与等离子体技术的意义气体放电与等离子体技术在物理实验中具有重要的意义。
首先，气体放电实验可以提供关于物质性质的重要信息。
通过观察气体放电时物质的电离行为和发射光谱，可以推断物质的成分、能级结构以及反应机制等。
其次，等离子体技术可以用于制造高性能的电子设备。
利用等离子体刻蚀和表面改性技术，可以在纳米尺度上制造出微电子器件。
这些器件具有更高的性能和更小的尺寸，对信息存储、通信和传感器技术等领域有着广泛的应用。
气体放电等离子体及应用的研究进展
气体放电等离子体及应用的研究进展石峰;王昊【摘要】由于气体放电在材料处理、热核聚变、环境净化以及等离子体推力器等各个前沿科学领域中具有广泛的应用.为了推动气体放电及等离子体理论与应用技术的研究和发展,综述了近年来各种典型气体放电机理的发展.分析了直流辉光放电、介质阻挡放电、大气压辉光放电、电子回旋共振放电、容性耦合射频放电的国内外研究现状,最后介绍了气体放电等离子体的应用领域.%Gas discharge is the main way to produce low temperature plasma,and exists widely in people's daily life. Its development has a great impact on the development of high-tech economy and the transformation of traditional indus-tries.In this paper,the classification and principle of gas discharge,the conditions of dischargeand Characteristics of gas discharge plasma are described.Finally,the application fields of gas discharge plasma are introduced.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2018(024)002【总页数】6页(P80-85)【关键词】气体放电;直流放电;射频放电;介质阻挡放电;容性耦合射频放电;等离子体应用【作者】石峰;王昊【作者单位】河南理工大学物理与电子信息学院,河南焦作454000;河南理工大学物理与电子信息学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】O530 引言在自然状态下，气体通常处于绝缘状态，但是在外加电场时，气体分子就被电离成电子和离子，因此，气体放电是产生低温等离子体的主要方式[1]。
高压氦放电等离子体的物理特性及其应用研究
高压氦放电等离子体的物理特性及其应用研究等离子体是一种带电粒子密度非常高的气体状态，包括离子、电子、自由基等。
它是许多工业和科学应用中的关键因素。
高压氦放电等离子体是其中一种具有重要研究意义和广泛应用前景的等离子体类型。
本文将介绍高压氦放电等离子体的物理特性及其应用研究。
一、高压氦放电等离子体的物理特性1.1 氦气的离化能和电离交替氦是常见的惰性气体。
在高电场下，氦原子容易被电离形成离子和电子，这是构成高压氦等离子体的基础。
与氢气相比，氦气的离化能较高，需要更高的电压才能产生等离子体。
当放置一个高电压电极对氦气进行放电时，首先出现的是正离子，接着是电子，然后是负离子。
最终，等离子体中包含大量的离子和电子。
在高压氦放电等离子体中，电离过程有一个非常重要的现象叫做电离交替。
电离交替是指氦原子的电离和复合过程交替进行，随着放电电流的变化，等离子体中的离子和电子的浓度会周期性地变化。
这个周期性变化可以用来研究等离子体中粒子的动力学行为。
1.2 电子冷却和电子密度分布在高压氦放电等离子体中，电子在碰撞过程中会失去能量，这个过程叫做电子冷却。
电子冷却的结果是，电子的能量和速度会随着时间的增加而减少，同时电子的密度也会随着时间的增加而减少。
这个过程可以用于研究等离子体的能量传输和粒子动力学。
在等离子体中，电子密度分布对于等离子体的性质和应用非常重要。
在高压氦放电等离子体中，电子密度分布通常是非均匀的，且存在强烈的空间和时间变化。
这些变化对于等离子体中离子和电子的动力学行为产生重要影响。
1.3 等离子体中的粒子输运和湍流流动等离子体中的粒子输运是指离子和电子在等离子体中的运动和传输行为。
在氦等离子体中，粒子输运和湍流流动是等离子体中两个非常重要的物理过程。
粒子输运决定了等离子体中粒子运动的速度和方向，而湍流流动决定了等离子体中粒子的乱流程度。
这些过程的相互作用会导致等离子体中的复杂动力学行为。
二、高压氦放电等离子体的应用研究2.1 等离子体处理技术高压氦放电等离子体技术为等离子体处理提供了一个强有力的工具。
气体放电等离子体技术的研究及其应用
气体放电等离子体技术的研究及其应用一、概述气体放电等离子体技术是一种将气体激发成电离态而形成等离子体的技术。
这种技术具有广泛的应用领域，如用于工业加工、环境净化、医学治疗和科学研究等方面。
因此，气体放电等离子体技术的研究和应用备受关注。
二、气体放电机理气体放电等离子体的形成原理是电子碰撞离子化作用。
当强电场或高能粒子穿过气体时，会将一部分气体分子中的电子击出，从而形成带正电荷的离子和带负电荷的电子，使气体导电性增强，形成等离子体。
根据气体压力和电压等物理性质，气体放电等离子体可分为辉光放电、弧光放电和冷等离子体等种类。
三、气体放电等离子体的应用1. 工业加工气体放电等离子体技术在工业加工中的应用十分广泛。
例如，在材料表面处理中，通过气体放电等离子体可以增强表面活性，使表面易于吸附、涂覆和成型。
利用等离子体可以进行表面改性、粘接、涂覆和清洗等工艺，有许多产业都在研究和应用。
2. 环境净化气体放电等离子体技术在环境净化中也有着良好的应用前景。
例如，在汽车尾气处理或空气净化方面，利用等离子体进行氧化、还原和水解等反应，可以将有害气体转化成无害化合物。
同时，气体放电等离子体还可以用于城市垃圾、医疗废物和废水的处理等领域。
3. 医疗治疗气体放电等离子体技术在医疗治疗中的应用也不容小觑。
例如，在口腔科医疗中，利用等离子体可以杀死口腔中的细菌，治疗口腔疾病；在皮肤科医疗中，可以使用等离子体治疗疤痕、痤疮和其他皮肤病症。
4. 科学研究气体放电等离子体技术在科学研究领域中也被广泛应用。
例如，在材料、物理和化学领域，等离子体可以用于研究材料表面结构和性质、研究反应动力学和反应机制、研究气体放电等问题。
四、气体放电等离子体技术的发展趋势随着科学技术的不断发展，气体放电等离子体技术也在不断完善和升级。
目前，气体放电等离子体技术的发展趋势主要集中在以下几个方面：1. 提高处理效率随着工业化程度的提高，对于气体放电等离子体技术在应用过程中的处理效率提出了更高的要求。
气体放电中等离子体的研究
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：近代物理实验实验项目：气体放电中等离子体的研究学生姓名：朱江醒学号： 20051050148 物理科学技术学院物理系2005级数理基础科学专业指导教师：何俊实验时间： 2007年 9月 22 日 8 时 30 分至12时 30 分实验地点：四合院实验类型：教学(演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一．实验目的1、了解气体放电中等离子体的特性。
2、利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
二．实验原理1、等离子体及其物理特性等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
2、等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度T e 。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为n e ，正离子密度为n i ，在等离子体中n e ≈n i 。
（3）轴向电场强度E L 。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能e E 。
（5）空间电位分布。
3、稀薄气体产生的辉光放电 本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-102Pa 时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。
4、等离子体诊断测试等离子体的方法被称为诊断，它是等离子体物理实验的重要部分。
等离子体诊断有探针法、霍尔效应法、微波法、光谱法等。
介绍如下：(1)探针法。
探针法测定等离子体参量是朗缪尔提出的，又称朗缪尔探针法。
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气体放电中等离子体的研究————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：气体放电中等离子体的研究摘要：本文阐述了气体放电中等离子体的特性及其测试方法，分别使用单探针法和双探针法测量了等离子体参量，最后对本实验进行了讨论。
关键词：等离子体，等离子体诊断，探针法1.引言等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。
在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。
朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。
近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。
2.实验目的1.了解气体放电中等离子体的特性。
2.利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
3.实验原理1.等离子体定义及其物理特性等离子体（又称等离子区）是一种由等量正负电荷离子和中性粒子组成的电离气体，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。
等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
2.等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度Te。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为n e，正离子密度为n i，在等离子体中n e≈n i。
（3）轴向电场强度E L。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Ee 。
（5）空间电位分布。
3.稀薄气体产生的辉光放电图1 辉光放电的光强、电位和场强分布本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-10^2Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图1所示。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。
其中正辉区是我们感兴趣的等离子区。
其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
由其具体分布可得到一个相应的温度，即电子温度。
但是，由于电子质量小，它在跟离子或原子作弹性碰撞时能量损失很小，所以电子的平均动能比其他粒子的大得多。
这是一种非平衡状态。
因此，虽然电子温度很高（约为105K），但放电气体的整体温度并不明显升高，放电管的玻璃壁并不软化。
4.等离子体诊断测试等离子体的方法被称为诊断。
等离子体诊断有（1）探针法，（2）霍尔效应法，（3）微波法，（4）光谱法等。
本次实验中采用探针法。
探针法分单探针法和双探针法。
（1）单探针法。
探针是封入等离子体中的一个小的金属电极（其形状可以是平板形、圆柱形、球形）。
以放电管的阳极或阴极作为参考点，改变探针电位，测出相应的探针电流，得到探针电流与其电位之间的关系，即探针伏安特性曲线，如图2所示。
对此曲线的解释为：图2 单探针伏安特性在AB 段，探针的负电位很大，电子受负电位的排斥，而速度很慢的正离子被吸向探针，在探针周围形成正离子构成的空间电荷层，它把探针电场屏蔽起来。
等离子区中的正离子只能靠热运动穿过鞘层抵达探针，形成探针电流，所以AB 段为正离子流，这个电流很小。
过了B 点，随着探针负电位减小，电场对电子的拒斥作用减弱，使一些快速电子能够克服电场拒斥作用，抵达探极，这些电子形成的电流抵消了部分正离子流，使探针电流逐渐下降，所以BC 段为正离子流加电子流。
到了C 点，电子流刚好等于正离子流，互相抵消，使探针电流为零。
此时探针电位就是悬浮电位U F 。
继续减小探极电位绝对值，到达探极电子数比正离子数多得多，探极电流转为正向，并且迅速增大，所以CD 段为电子流加离子流，以电子流为主。
当探极电位U P 和等离子体的空间电位U S 相等时，正离子鞘消失，全部电子都能到达探极，这对应于曲线上的D 点。
此后电流达到饱和。
如果U P 进一步升高，探极周围的气体也被电离，使探极电流又迅速增大，甚至烧毁探针。
由单探针法得到的伏安特性曲线，可求得等离子体的一些主要参量。
对于曲线的ＣＤ段，由于电子受到减速电位（U P −U S ）的作用，只有能量比e （U P −U S ）大的那部分电子能够到达探针。
假定等离子区内电子的速度服从麦克斯韦分布，则减速电场中靠近探针表面处的电子密度n e ，按玻耳兹曼分布应为（1）式中n 0为等离子区中的电子密度，T e 为等离子区中的电子温度，ｋ为玻耳兹曼常数。
在电子平均速度为v e 时，在单位时间内落到表面积为Ｓ的探针上的电子数为：（2）将(1)式代入(2)式得探针上的电子电流：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=e s p e kT U U e n n )(exp（3）其中（4）对(3)式取对数（5）其中故（6）可见电子电流的对数和探针电位呈线性关系。
作半对数曲线，如图3所示。
图3 单探针的半对数曲线由直线部分的斜率tg φ，可决定电子温度T e ：（7）若取以10为底的对数，则常数11600应改为5040。
电子平均动能Ｅe 和平均速度v e 分别为：（8）常数=-eso kT eU I ln 常数+=ep kT eU Iln kTE e 23=（9） 式中ｍe 为电子质量。
由(4)式可求得等离子区中的电子密度：（10）式中I 0为ＵP ＝Ｕｓ时的电子电流，Ｓ为探针裸露在等离子区中的表面面积。
（2）双探针法。
双探针法是在放电管中装两根探针，相隔一段距离L 。
双探针法的伏安特性曲线如图4所示。
在坐标原点，如果两根探针之间没有电位差，它们各自得到的电流相等，所以外电流为零。
然而，一般说来，由于两个探针所在的等离子体电位稍有不同，所以外加电压为零时，电流不是零。
随着外加电压逐步增加，电流趋于饱和。
最大电流是饱和离子电流I s1、I s2。
图4 双探针伏安特性双探针法有一个重要的优点，即流到系统的总电流决不可能大于饱和离子电流。
这是因为流到系统的电子电流总是与相等的离子电流平衡。
从而探针对等离子体的干扰大为减小。
由双探针特性曲线，通过下式可求得电子温度T e ：（11）式中e 为电子电荷，k 为玻耳兹曼常数，I i1、I i2为流到探针1和2的正离子电流。
它们由饱和离子流确定。
dU dI |U=0是U=0附近伏安特性曲线斜率。
电子密度为n e ：（12）式中M 是放电管所充气体的离子质量，S 是两根探针的平均表面面积。
I S 是正离子饱和电流。
由双探针法可测定等离子体内的轴向电场强度E L 。
一种方法是分别测定两根探针所在处的等离子体电位U 1和U 2，由下式得ee e m kT v π8=ee oe o e kT m eS Iv eS I n π24==2121=⋅+⋅=U i i i i e dIdUI I I I k e T es e kT M eSI n 2=（13）式中l 为两探针间距。
另一种方法称为补偿法，接线如图5所示。
当电流表上的读数为零时，伏特表上的电位差除以探针间距L ，也可得到E L 。
图5 补偿法接线4.实验仪器本实验用等离子体物理实验组合仪(以下简称组合仪)、接线板和等离子体放电管。
放电管的阳极和阴极由不锈钢片制成，管内充汞或氩。
实验参数:探针直径(mm)： 0.45 探针轴向间距(mm)： 30.00 放电管内径(mm)： 6.00 平行板面积(mm^2)： 8.00 平行板间距(mm)： 4.00 放电电流(mA)： 90 单探针序号： 1 取样电阻值(Ω)： 10005.实验内容1.单探针法测等离子体参量本实验采用的是电脑化X-Y 记录仪和等离子体实验辅助分析软件，测量伏安特性曲线，算出等离子体参量。
实验原理图如图6所示。
l U U E L 21-=图6 单探针法实验原理图（1）按图7连接线路图7 单探针法实验接线图（2）接好线路并检查无误后，使放电管放电，测量时采样电阻设定为1000Ω，放电电流设定为90mA，启动计算机，运行电脑化X-Y记录仪数据采集软件，随着探针电位自动扫描，电脑自动描出U-I特性曲线，将数据保存。
2.双探针法用自动记录法测出双探针伏安特性曲线，求T e和n e。
双探针法实验原理图如图8所示。
双探针法实验方法与单探针法相同，接线图如图9所示。
图8 双探针法实验原理图图9 双探针法实验接线图6.实验数据及处理1. 单探针法实验由实验测得的伏安特性曲线如图10所示图10 单探针法实验伏安特性曲线再将上述数据作半对数曲线，得到如图11所示的结果图11 单探针法实验半对数曲线接着，做出两端的切线，并得到交点，如图12所示303540455055U V 2468101214I m A303540455055U V422ln I m A图12 半对数线、切线及其交点交点的坐标为I=6.391871776136431mA ，U=28.681192365458863V ，从而可以求得tgϕ=lnI U p=2.2166802229256093 T e =11600tgϕ=5233.050703493054K 由电子温度则可进一步求出电子平均动能、平均速度及电子密度，分别为：E ̅e =32kT e =1.083752032049695×10−19J v̅e =√8kT e πm e=449412.273824434m/s n e =4I 0eSv̅e=5.581589105041097×1020/m 3 2.双探针法实验由实验测得的伏安特性曲线如图13所示 303540455055U V64224lnI m A图13 双探针法实验伏安特性曲线对所得曲线进行玻尔兹曼拟合，如图14所示图14 拟合所得的玻尔兹曼曲线通过拟合的参数，我们得到两个饱和电流分别为：I i1=0.41060868603100775mA ，I i2=0.36321728100726636mA此外，计算电子温度所需的U=0附近的伏安特性曲线的斜率也可以由此得出：dU dI |U=0=0.10431009483654304V/mA 从而可求的电子温度T e =e k I i1∗I i2I i1+I i2∗dU dI |U=0=21441.325343142584K 同理，可求电子平均动能和平均速度，分别为：40202040U V0.40.20.20.4I m A40202040U V0.40.20.20.4I m AE ̅e =32kT e =4.440446161730992×10−19J v̅e =√8kT e πm e=909689.6869743891m/s 7.讨论双探针法的优点：双探针法不需要参考电位，受放电系统接地情况的影响较小。